A Simple Composite Fenotype Scoring System voor het evalueren van muismodellen van cerebellaire ataxie
21 mei 2010
Beschrijven we een protocol voor de snelle en gevoelige kwantificering van de ernst van de ziekte in muismodellen van cerebellaire ataxie. De maatregelen omvatten achterste ledematen clasping, richel te testen, manier van lopen en kyphose. Dit protocol discrimineert effectief tussen de getroffen en niet-getroffen individuen, en detecteert de progressie van de getroffen personen in de tijd.
We hebben een composiet fenotype scoresysteem ontwikkeld voor de evaluatie van ziekteernst en progressie. In muismodellen van cerebellaire ataxie voeren we vier verschillende tests uit, de randtest, achterpoot, klampen, gang en kyfose, met een schaal van nul tot drie voor elke test voor een gecombineerde score van nul tot 12. Voor alle vier de metingen heeft de randtest direct gepresteerd om coördinatie te meten.
Achterpoot klampen is een marker van ziekteprogressie in een aantal muismodellen van neurodegeneratie. Gang is een maatstaf voor coördinatie en spierfunctie. Kyfose is een kromming van de wervelkolom in het cervicothoracale gebied, gebruikelijk in muismodellen van motorische systemen en spinale cerebellaire neurodegeneratie die elke test uitvoeren en de score registreren.
De gemiddelde som van de vier scores of de gemiddelde composiet fenotype score wordt berekend voor elke muisgroep en uitgezet. Bij het toepassen van dit protocol op verschillende muismodellen, is het belangrijk om eerst de scores van de individuele tests te analyseren om de ideale combinatie van de vier beschreven metingen te bepalen. Dit specifieke protocol is ontworpen om te discrimineren tussen aangetaste en niet-aangetaste individuen, terwijl ook de progressie van het ziektefenotype in muismodellen van spinale cerebellaire ataxie wordt gekwantificeerd.
Type zeven. Hallo, ik ben Stephanie Fur van het laboratorium van Dr. Gwen Garden in het Departement Neurologie aan de Universiteit van Washington. Vandaag zullen we u een eenvoudige en gevoelige methode laten zien voor het evalueren van ziekteernst in muismodellen van cerebellaire ataxie.
We gebruiken deze procedure in ons laboratorium om fenotypische verschillen in muismodellen van spinale cerebellaire ataxie type zeven of SCA zeven te kwantificeren, en om de progressie van het SCA zeven fenotype in de loop van de tijd te volgen. Dus laten we beginnen. De randtest is een directe maatstaf voor coördinatie, die is aangetast bij cerebellaire ataxie en vele andere neurodegeneratieve aandoeningen.
Dit meet het meest rechtstreeks vergelijkbaar met menselijke tekenen van cerebellaire ataxie om vooringenomenheid te voorkomen. De onderzoeker die de beoordelingen uitvoert, mag geen kennis hebben van het genotype van het dier. Tijdens beoordelingen worden individuele metingen gescoord op een schaal van nul tot drie, waarbij nul de afwezigheid van het fenotype vertegenwoordigt en drie de meest ernstige manifestatie ervan.
Begin door de muis uit de kooi te tillen en op de rand van de kooi te plaatsen. Observeer de muis terwijl hij langs de rand van de kooi loopt en zichzelf in zijn kooi laat zakken. Een wildtype muis zal langs de rand lopen zonder zijn evenwicht te verliezen en zichzelf gracieus terug in de kooi laten zakken met behulp van zijn poten.
Dit gedrag krijgt een score van nul. Als de muis zijn houvast verliest terwijl hij langs de rand loopt, maar verder gecoördineerd lijkt, krijgt hij een score van één. Als hij de achterpoten niet effectief gebruikt of zichzelf niet gracieus in de kooi laat zakken.
Het krijgt een score van twee als het van de rand valt of bijna valt tijdens het lopen of proberen zichzelf te laten zakken of schudt en weigert helemaal te bewegen. Ondanks aanmoediging, krijgt het een score van drie. Voer de randtest drie keer uit om een nauwkeurige meting te garanderen en noteer de randtestscore.
Laten we nu eens kijken hoe we het klampen van de achterpoot scoren. Achterpoot klampen is een marker van ziekteprogressie in een aantal muismodellen van neurodegeneratie, inclusief bepaalde cerebellaire ataxieën. Om de beoordeling te beginnen, grijpt u de staart bij de basis en tilt u de meest duidelijke van alle omringende objecten op.
Observeer de positie van de achterpoot gedurende ongeveer 10 seconden. Als de achterpoten consistent naar buiten gespreid zijn weg van de buik, wordt er een score van nul toegekend. Als een achterpoot meer dan 50% van de tijd opgehangen is ingetrokken naar de buik, krijgt hij een score van één.
Als beide achterpoten meer dan 50% van de opgehangen tijd gedeeltelijk zijn ingetrokken naar de buik, krijgt hij een score van twee. Als de achterpoten volledig zijn ingetrokken en de buik raken voor meer dan 50% van de opgehangen tijd, krijgt hij een score van drie. Voer de test drie keer uit en noteer de score voor het klampen van de achterpoot.
Laten we nu eens kijken hoe we de gang beoordelen. De gangtest is een maatstaf voor coördinatie en spierfunctie. Om de test te beginnen, verwijdert u de muis uit zijn kooi en plaatst u hem op een vlakke ondergrond met zijn hoofd, hoofd weg van de onderzoeker.
Observeer de muis van achteren terwijl hij loopt. Als de muis normaal beweegt met zijn lichaamsgewicht ondersteund op alle ledematen met zijn buik niet de grond raakt, en met beide achterpoten gelijkmatig deelnemend, krijgt hij een score van nul. Als hij een trilling vertoont of lijkt te hinken tijdens het lopen, of zijn voeten lichtjes weg van zijn lichaam wijzen, krijgt hij een score van één.
Als hij een ernstige trilling, ernstige hinken, verlaagde bekken of de voeten ernstiger weg van het lichaam wijzen tijdens de voortbeweging, krijgt hij twee. Als de muis moeite heeft om vooruit te bewegen en zijn buik over de grond sleept, krijgt hij een drie. Observeer de muis drie keer en noteer de schaatsscore.
Laten we nu eens kijken. De kyfosetest kyfose is een karakteristieke dorsale kromming van de wervelkolom. Dat is een gebruikelijke manifestatie van neurodegeneratieve ziekte die motorische systemen betrokken, inclusief spinale cerebellaire ataxieën in muismodellen.
Het wordt veroorzaakt door een verlies van spierspanning in de spinale spieren secundair aan neurodegeneratie. Om te beginnen, verwijdert u de muis uit zijn kooi en plaatst u hem op een vlakke ondergrond. Observeer hem terwijl hij loopt.
Als de muis in staat is om zijn wervelkolom gemakkelijk recht te trekken terwijl hij loopt en geen aanhoudende kyfose heeft, krijgt hij een score van nul. Als de muis milde kyfose vertoont maar in staat is om zijn wervelkolom recht te trekken, krijgt hij een score van é
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel presenteert een protocol voor het kwantificeren van de ernst van de ziekte bij muismodellen van cerebellaire ataxie. De beoordeling omvat tests voor achterpootklamp, randprestatie, gang, en kyfose, waardoor effectief onderscheid gemaakt kan worden tussen aangedane en niet-aangedane individuen en de ziekteprogressie kan worden gevolgd.
Belangrijke Studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Gedragsbeoordeling
- Muismodellen van Ziekte
Achtergrond
- Cerebellare ataxie wordt gekenmerkt door coördinatie- en evenwichtsproblemen.
- Muismodellen worden veel gebruikt om neurodegeneratieve ziekten te bestuderen.
- Fenotypescoreringssystemen helpen bij het evalueren van de ernst van de ziekte.
- Meerdere tests bieden een uitgebreide beoordeling van motorische functie.
Doel van het Onderzoek
- Om een betrouwbaar scoreringssysteem te ontwikkelen voor het beoordelen van de ernst van de ziekte.
- Om de progressie van symptomen in muismodellen te volgen.
- Om onderscheid te maken tussen aangedane en niet-aangedane individuen.
Gebruikte Methoden
- Samengesteld fenotypescoreringssysteem met een schaal van 0 tot 3 voor elke test.
- Vier tests: randtest, achterpootklamp, gangbeoordeling en kyfosemeting.
- Elke test draagt bij aan een gecombineerde score variërend van 0 tot 12.
- Directe meting van coördinatie en spierfunctie door middel van deze tests.
Belangrijkste Resultaten
- De randtest meet effectief coördinatie.
- Achterpootklamp geeft ziekteprogressie aan.
- Ganganalyse weerspiegelt coördinatie en spierfunctie.
- Kyfose wordt waargenomen in modellen van motorsysteemdegeneratie.
Conclusies
- Het protocol biedt een gevoelige maatstaf voor de ernst van de ziekte.
- Het maakt het mogelijk om de progressie van de ziekte in de loop van de tijd te volgen.
- Dit scoreringssysteem kan de begrip van cerebellaire ataxie in onderzoek verbeteren.
Veelgestelde Vragen
Executive Industry Relevance
This protocol provides a quantitative, reproducible framework for evaluating neurodegenerative phenotypes in preclinical models, supporting target validation and mechanistic de-risking in cerebellar ataxia research. By enabling discrimination between affected and non-affected individuals and tracking temporal progression, it enhances predictive confidence in early discovery workflows. The composite scoring approach improves statistical power and translational continuity for portfolio triage and lead identification efforts.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses through quantifiable motor phenotype assessment.
- Operational Value: Supports biological de-risking by providing objective, blinded scoring of disease severity.
- Scientific Value: Facilitates pathway clarification by correlating composite scores with genetic or pharmacological interventions.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Delivers standardized, quantitative readouts (0-12 scale) for compound screening in ataxia models.
- Operational Value: Ensures assay reproducibility through triplicate testing and blinded evaluation per measure.
- Scientific Value: Enables reliable compound evaluation by discriminating phenotypic rescue from baseline variability.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Aligns with disease-relevant systems by modeling progressive cerebellar ataxia phenotypes.
- Operational Value: Supports translational biomarker alignment through longitudinal tracking of composite score changes.
- Scientific Value: Informs risk-adjusted advancement decisions by quantifying phenotype severity and progression rate.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into early discovery workflows to support hypothesis testing and biological de-risking before lead identification stages.
- Discovery Biology: Supports mechanistic de-risking by quantifying coordination, clasping, gait, and spinal curvature phenotypes.
- Screening: Provides assay-ready, standardized outputs with defined scoring thresholds for compound effect detection.
- Analytics: Generates composite and individual test scores enabling statistical comparison across treatment groups.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity through progressive phenotype modeling in SCA7 mice.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable phenotyping platform applicable across multiple cerebellar ataxia models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing phenotypic ambiguity in neurodegeneration models.
- Operational Value: Enhances standardization and reproducibility via blinded, triplicate scoring.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by enabling objective severity stratification.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization through quantifiable disease progression metrics.
Implementation Considerations
- Requires expertise in behavioral neuroscience and mouse handling for accurate phenotype scoring.
- Dependent on standardized testing environment and consistent observer training to minimize variability.
- Necessitates cross-team standardization of scoring criteria for multi-site reproducibility.
- Involves adaptation considerations when applying the composite score weighting to different ataxia models.
- Includes practical limitation of obesity as a confounding factor requiring phenotypic normalization.
